一種酸性水汽提方法
【專利摘要】本發明公開了石油化工領域的一種酸性水汽提方法，其特征在于包括以下步驟：A)自各裝置來的酸性水先經酸性水過濾器過濾后換熱升溫送入主汽提塔上部，加熱、汽提形成含硫蒸汽，酸性水在塔底變為凈化水；B)步驟A)中形成的凈化水從換熱器出裝置回用或者外排；C)步驟A)中形成的含硫蒸汽從主汽提塔頂部送入壓縮機成為高壓過熱蒸汽，然后進入飽和減溫器成為飽和含硫蒸汽；D)經步驟C)來的飽和含硫蒸汽進入重沸器，加熱并汽化部分主汽提塔底凈化水；E)從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物進行氣液分離；氣液分離后所得酸性氣送至硫磺回收裝置作為原料。相比于傳統的酸性水汽提方法，采用本發明所述方法，可以將裝置能耗及運行費用減少80％以上。
【專利說明】
一種酸性水汽提方法
技術領域
[0001]本發明屬于石油化工領域，具體涉及煉廠各個裝置產生的含硫含氨酸性水的處理方法。
【背景技術】
[0002]目前國內對于煉廠含硫含氨的酸性水主要采用汽提方法進行處理，包括單塔低壓全吹出、雙塔加壓汽提、單塔加壓側線抽氨等，但上述方法均存在能耗高、操作費用高等缺點，如何高效節能的處理煉廠的酸性水，對煉廠的節能減排具有重要意義，受到國內外廣泛的重視。
[0003]中國專利8710146.X公開了一種酸性水的處理方法，該方法采用水蒸汽在汽提-水解塔中將污染物汽提出來，再在分餾塔中將氨分離出來。該工藝的氣體-水解塔操作溫度為140?180°C，為了給塔底提供熱源，每噸酸性水需消耗120-180公斤的中壓蒸汽，蒸汽耗量大，能耗及運行成本高。
[0004]中國專利200710061523.7公開了一種烴類蒸汽轉化制氫裝置酸性水的回收利用方法，主汽提塔采用常壓或微負壓蒸汽汽提，塔頂溫度95?10rC，塔底97?102°C，該專利并未涉及到節能降耗，以及減少蒸汽用量的方法。
[0005]中國專利201220276780.9公開了一種用于石化工程的酸性水汽提裝置，具體涉及一種原料水罐的尾氣聯通裝置，將原料水罐頂氣聯通后通過水封以及凈化罐脫臭，但是并未公開有關酸性水汽提工藝。
[0006]中國專利200810016475.4公開了一種酸性水汽提裝置塔底供熱方法，采用低壓火炬氣為燃料，以導熱油為中間介質，對重沸器間接加熱，其目的在于提供一種蒸汽的替代熱源。該方法存在的問題是:在煉廠中低壓火炬氣并不是連續穩定的，僅在裝置故障或者安全閥泄放時才有，難以保證裝置連續穩定運行；如果采用其它燃料氣作為替代燃料，使用該方法還單獨設了加熱爐，不僅占地投資增加，而且這種單獨小型的加熱爐效率也不高，從能耗角度講也不經濟。同時，由于其自身消耗了大量燃料氣，也會增加運行成本。
【發明內容】
[0007]本發明提供了一種酸性水汽提方法，采用壓縮機使主汽提塔頂的含硫蒸汽成為高溫高壓過熱蒸汽，再使其達到飽和后送入塔底的重沸器，充分利用其相變熱，正常運行時不使用新鮮蒸汽，以解決現有技術中降耗大和運行費用高的問題。
[0008]為了解決上述問題，本發明采用的技術方案為:
[0009]一種酸性水汽提方法，其特征在于包括以下步驟:
[0010]A)自各裝置來的酸性水先經酸性水過濾器過濾，過濾后的酸性水在換熱器內與來自主汽提塔的凈化水換熱升溫，換熱后的酸性水送入主汽提塔上部，并在主汽提塔內與上升蒸汽逆流接觸而得以加熱、汽提，酸性水中的硫化氫、氨等被蒸汽汽提出來形成含硫蒸汽，酸性水在塔底變為凈化水；
[0011]B)步驟A)中形成的凈化水從換熱器出裝置回用或者外排；
[0012]C)步驟A)中形成的含硫蒸汽從主汽提塔頂部送入壓縮機，使含硫蒸汽成為高壓過熱蒸汽，然后進入飽和減溫器使高壓過熱蒸汽達到飽和狀態，成為飽和含硫蒸汽；
[0013]D)經步驟C)來的飽和含硫蒸汽進入重沸器，加熱并汽化部分主汽提塔底凈化水，產生酸性水汽提時所需上升蒸汽；
[0014]E)從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物送至冷卻器進一步冷卻后進行氣液分離；氣液分離后所得酸性氣送至硫磺回收裝置作為原料；冷卻器中所得冷凝液經泵升壓后送回主汽提塔頂做回流液。
[0015]本發明一種酸性水汽提方法，其進一步特征在于:在步驟A)中所述的酸性水在換熱器內與來自主汽提塔底的凈化水換熱而被升溫到90?110°C。
[0016]本發明一種酸性水汽提方法，其進一步特征在于:在步驟B)中所述的換熱后的凈化水溫度為50?80°C，可直接送至上游裝置回用；若需直排，也可再加凈化水冷卻器進一步冷卻至40°C后直排。
[0017]本發明一種酸性水汽提方法，其進一步特征在于:在步驟A)中所述的主汽提塔頂部含硫蒸汽的絕對壓力為0.05?0.15MPa，溫度為100?120°C。
[0018]本發明一種酸性水汽提方法，其進一步特征在于:在步驟D)中將壓縮機輸出的高溫高壓蒸汽送入主汽提底部的重沸器，加熱主汽提塔底凈化水至110?130°C。
[0019]本發明一種酸性水汽提方法，其進一步特征在于:根據原料酸性水是否含氨，對于含氨的原料酸性水，在步驟E)中從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物送至冷卻器將氣液混合物冷卻至85?90°C后進行氣液分離；對于不含氨的原料酸性水，冷卻器將氣液混合物冷卻至35?50°C后進行氣液分離。
[0020]由于主汽提塔頂含硫蒸汽的溫度為100?120°C，低于主汽提塔底部重沸器要加熱到的110?130°C，熱量無法自動從塔頂低溫含硫蒸汽傳送給塔釜高溫凈化水。本發明通過運用壓縮機對主汽提塔頂的含硫蒸汽壓縮做功，使之成為高溫高壓過熱蒸汽，再通過飽和減溫器使之達到飽和狀態，將其送入塔底部的重沸器用以加熱，從而實現了對塔頂含硫蒸汽相變熱的回收利用，同時使其先達到飽和狀態再進重沸器，又可以盡量減小重沸器的規格尺寸。
[0021]本發明為實現低能耗和高熱利用率，在壓縮機選擇方面應綜合考慮溫升，溫升過高會造成壓縮機軸功率過高，且易使壓縮機損壞；溫升過低，則無法實現換熱效果或使得重沸器尺寸過大。本發明推薦的壓縮機溫升范圍在10?50°C。
[0022]本發明在裝置開工時需要引入新鮮蒸汽，待裝置運行平穩壓縮機啟動后，就不再需要消耗新鮮蒸汽，因此，本發明與傳統酸性水汽提相比，可大幅提高能源利用率、顯著降低裝置能耗和運行費用。同時，本發明將壓縮機輸出的高溫高壓飽和蒸汽在重沸器內經主汽提塔底酸性水冷凝后再以進冷卻器。由于此時氣液混合物中可冷凝組分的總量遠低于常規主汽提塔頂含硫蒸汽可冷凝組分的總量，因此冷卻時所需冷卻水量與原主汽提塔頂含硫蒸汽直接冷卻時所需冷卻水量相比可大幅降低，從而有利于進一步降低裝置的能耗和運行費用。
[0023]與現有技術相比，本發明的有益之處在于:通過壓縮機對主汽提塔頂的含硫蒸汽壓縮做功，使其成為高溫高壓蒸汽，并以此為熱源對塔底凈化水進行加熱和汽化，從而實現了對含硫蒸汽相變熱的回收利用，并以此形成高能效、低能耗、低運行費用的酸性水汽提流程。相比于傳統的酸性水汽提方法，采用本發明所述方法，可以將裝置能耗及運行費用減少80%以上。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明一種酸性水汽提方法流程示意圖。
[0025]其中所示附圖標記為:1-酸性水，2-凈化水，3-減溫水，4-酸性氣，5-酸性水過濾器，6-換熱器，7-主汽提塔，8-壓縮機，9-飽和減溫器，10-重沸器，11-冷卻器，12-分液罐，13-回流栗。
【具體實施方式】
[0026]下面用具體實施例來詳細說明本發明，但這些實施例并不限制本發明的范圍。
[0027]實施例1
[0028]某煉廠酸性水汽提裝置，處理原料酸性水100t/h，其中含硫化氫lOOOOppm，不含氨。
[0029]酸性水經過濾器過濾后，再經酸性水-凈化水換熱器換熱至100°C后進主汽提塔，在主汽提塔內酸性水與蒸汽通過23層塔盤逆流接觸，其中所含硫化氫隨蒸汽被汽提出來，塔底的凈化水經酸性水-凈化水換熱器換熱冷卻至65°C后送回上游裝置回用。塔頂的含硫蒸汽0.04MPaG, 110°C，經壓縮機壓縮后達到138攝氏度，0.2MPaG，再經飽和減溫器使之達到133.5°C，0.2MPaG的飽和狀態后送至重沸器作為熱源，將塔底液加熱至120°C。重沸器出口的氣液混合物經冷卻器冷卻至40°C后再經分液罐分液，液相至塔頂回流，氣相至硫磺回收裝置。經處理后的凈化水中，H2S含量< 20ppm。
[0030]采用本發明所述酸性水汽提流程，壓縮機軸功率950kW，冷卻器用循環水量SOt/h ;而采用常規酸性水汽提工藝，塔底重沸器需要消耗20t/h的1.0MPa蒸汽，同時塔頂的冷卻器循環水用量將高達600t/h，按照《石油化工能耗計算標準》(GB/T50441-2007)，本發明較傳統酸性水汽提工藝能耗節省了 84%，運行費用也節省了 3570元/小時，折合每年可以節約運行費用3000萬元。
[0031]實施例2
[0032]某煉廠酸性水汽提裝置，處理原料酸性水30t/h，其中含硫化氫4000ppm，氨2000ppm。
[0033]酸性水經過濾器過濾后，再經酸性水-凈化水換熱器換熱至103°C后進主汽提塔，在主汽提塔內酸性水與蒸汽通過35層塔盤逆流接觸，其中所含硫化氫和氨隨蒸汽被汽提出來，塔底的凈化水經酸性水-凈化水換熱器換熱冷卻至70°C后送回上游裝置回用。塔頂的含硫蒸汽0.08MPaG, 117°C，經壓縮機壓縮后達到155攝氏度，0.35MPaG，再經飽和減溫器使之達到143°C，0.35MPaG的飽和狀態后送至重沸器作為熱源，將塔底液加熱至125°C。重沸器出口的氣液混合物經冷卻器冷卻至85°C后再經分液罐分液，液相至塔頂回流，氣相至硫磺回收裝置。經處理后的凈化水中，H2S含量< 30ppm，NH3含量< 20ppm。
[0034]采用本發明所述酸性水汽提流程，壓縮機軸功率360kW，冷卻器用循環水量24t/h ;而采用常規酸性水汽提工藝，塔底重沸器需要消耗6.3t/h的1.0MPa蒸汽，同時塔頂的冷卻器循環水用量將高達180t/h，按照《石油化工能耗計算標準》(GB/T50441-2007)，本發明較傳統酸性水汽提工藝能耗節省了 81%，運行費用節省1090元/小時，折合每年可以節約運行費用920萬元。
[0035]實施例3
[0036]某煉廠酸性水汽提裝置，處理原料酸性水80t/h，其中含硫化氫200ppm，氨5000ppm。
[0037]酸性水經過濾器過濾后，再經酸性水-凈化水換熱器換熱至93°C后進主汽提塔，在主汽提塔內酸性水與蒸汽通過20層塔盤逆流接觸，其中所含硫化氫和氨隨蒸汽被汽提出來，塔底的凈化水經酸性水-凈化水換熱器換熱冷卻至60°C后再經水冷器冷到40°C外排。塔頂的含硫蒸汽0.02MPaG, 105°C，經壓縮機壓縮后達到125攝氏度，0.1MPaG,再經飽和減溫器使之達到120°C，0.1MPaG的飽和狀態后送至重沸器作為熱源，將塔底液加熱至110°C。重沸器出口的氣液混合物經冷卻器冷卻至85°C后再經分液罐分液，液相至塔頂回流，氣相進一步精制生產液氨。經處理后的凈化水中，H2S含量< 10??111，見13含量< 20ppm。
[0038]采用本發明所述酸性水汽提流程，壓縮機軸功率570kW，冷卻器用循環水量98t/h ;而采用常規酸性水汽提工藝，塔底重沸器需要消耗14.4t/h的1.0MPa蒸汽，同時塔頂的冷卻器循環水用量將高達480t/h，按照《石油化工能耗計算標準》(GB/T50441-2007)，本發明較傳統酸性水汽提工藝能耗節省了 86%，運行費用節省2600元/小時，折合每年可以節約運行費用2200萬元。
[0039]由此可見，本發明所述方法與常規酸性水汽提相比，具備明顯的低能耗、高能效、低運行費用的優勢。
【主權項】
1.一種酸性水汽提方法，其特征在于包括以下步驟: A)自各裝置來的酸性水先經酸性水過濾器過濾，過濾后的酸性水在換熱器內與來自主汽提塔的凈化水換熱升溫，換熱后的酸性水送入主汽提塔上部，并在主汽提塔內與上升蒸汽逆流接觸而得以加熱、汽提，酸性水中的硫化氫、氨等被蒸汽汽提出來形成含硫蒸汽，酸性水在塔底變為凈化水； B)步驟A)中形成的凈化水從換熱器出裝置回用或者外排； C)步驟A)中形成的含硫蒸汽從主汽提塔頂部送入壓縮機，使含硫蒸汽成為高壓過熱蒸汽，然后進入飽和減溫器使高壓過熱蒸汽達到飽和狀態，成為飽和含硫蒸汽； D)經步驟C)來的飽和含硫蒸汽進入重沸器，加熱并汽化部分主汽提塔底凈化水，產生酸性水汽提時所需上升蒸汽； E)從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物送至冷卻器進一步冷卻后進行氣液分離；氣液分離后所得酸性氣送至硫磺回收裝置作為原料；冷卻器中所得冷凝液經泵升壓后送回主汽提塔頂做回流液。2.根據權利要求1所述的酸性水汽提方法，其特征在于:在步驟A)中所述的酸性水在換熱器內與來自主汽提塔底的凈化水換熱而被升溫到90?110°C。3.根據權利要求1所述的酸性水汽提方法，其特征在于:在步驟B)中所述的換熱后的凈化水溫度為50?80°C，直接送至上游裝置回用或進一步冷卻至40°C后直排。4.根據權利要求1所述的酸性水汽提方法，其特征在于:在步驟A)中所述的主汽提塔頂部含硫蒸汽的絕對壓力為0.05?0.15MPa，溫度為100?120°C。5.根據權利要求1所述的酸性水汽提方法，其特征在于:在步驟D)中將壓縮機輸出的高溫高壓蒸汽送入主汽提底部的重沸器，加熱主汽提塔底凈化水至110?130°C。6.根據權利要求1所述的的酸性水汽提方法，其特征在于:對于含氨的原料酸性水，在步驟E)中從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物送至冷卻器中冷卻至85?90°C后進行氣液分離。7.根據權利要求1所述的酸性水汽提方法，其特征在于:對于不含氨的原料酸性水，在步驟E)中從重沸器出來的含硫蒸汽冷凝后所形成的氣液混合物送至冷卻器中冷卻至35?50°C后進行氣液分離。
【文檔編號】C02F9/10GK105884103SQ201410457553
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月3日
【發明人】王刻文, 郭宏昶, 劉春燕, 高小榮
【申請人】中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司